具有双层结构的光热海水淡化复合薄膜及制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115893556A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211105978.5B82Y30/00(2011.01)(22)申请日2022.09.09C02F103/08(2006.01)(71)申请人中国海洋大学地址266100山东省青岛市崂山区松岭路238号(72)发明人崔洪芝徐瑞琪魏娜赵君杨金来赵明岗(74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219专利代理师赵龙群(51)Int.Cl.C02F1/14(2006.01)C01B32/914(2017.01)C01G29/00(2006.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书2页说明书8页附图8页(54)发明名称具有双层结构的光热海水淡化复合薄膜及制备方法和应用(57)摘要本发明公开一种具有双层结构的光热海水淡化复合薄膜及制备方法和应用，它采用水热辅助刻蚀前驱体MAX相得到二维MXene纳米材料，然后以氯化铜、氯化铋及硫脲为前驱体，并结合溶剂热法在二维MXene纳米材料基础上合成了Cu3BiS3/MXene纳米复合材料，接着将Cu3BiS3/MXene纳米复合材料分散并与海藻酸钠混合得到均质溶液，随后采用交联涂覆工艺将Cu3BiS3/MXene均质溶液涂覆在玄武岩纤维布上，形成具有粗糙表面和具有双层结构的硫铋铜/MXene/玄武岩复合薄膜。本发明复合薄膜具有良好的韧性，良好的稳定性，可以在全光谱范围内表现出优异的光吸收能力并具有优异的光热海水淡化性能。CN115893556ACN115893556A权利要求书1/2页1.一种具有双层结构的光热海水淡化复合薄膜，其特征在于，它采用水热辅助刻蚀前驱体MAX相得到二维MXene纳米材料，然后以氯化铜、氯化铋及硫脲为前驱体，并结合溶剂热法在二维MXene纳米材料基础上合成了Cu3BiS3/MXene纳米复合材料，接着将Cu3BiS3/MXene纳米复合材料分散在有机分散剂中并与海藻酸钠均匀混合得到均质溶液，随后采用交联涂覆工艺将Cu3BiS3/MXene均质溶液涂覆在玄武岩纤维布上，从而形成具有粗糙表面和具有双层结构的硫铋铜/MXene/玄武岩复合薄膜。2.如权利要求1所述的具有双层结构的光热海水淡化复合薄膜，其特征在于，所述的二维MXene纳米材料为二维V2C纳米材料。3.一种如权利要求1所述的具有双层结构的光热海水淡化复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：二维V2C纳米材料的制备以氟盐与盐酸混合液为蚀刻液，以V2AlC为前驱体，将V2AlC粉末浸泡在蚀刻液并密封，采用水热辅助刻蚀法，经洗涤、真空干燥得到黑色粉末；步骤二：Cu3BiS3/V2C纳米复合材料的合成以氯化铜、氯化铋及硫脲为前驱体，将前驱体粉末溶入溶剂后加入步骤一所得V2C粉末搅拌均匀，随后，将混合溶液转移到反应釜中并密封，在一定的环境温度中反应，待反应完成后，经水洗干燥收集黑色粉末；步骤三：玄武岩纤维布的处理将玄武岩纤维布利用盐酸粗糙处理，以增加表面粗糙度，经粗糙处理后的玄武岩纤维布再浸泡在氯化钙溶液中一段时间，目的是在玄武岩纤维布上附着钙离子；步骤四：硫铋铜/碳化钒/玄武岩复合薄膜的制备‑+将Cu3BiS3/V2C纳米复合材料分散在N‑N二甲基甲酰胺溶液中并研磨，得到均质溶液，再加入海藻酸钠溶液继续研磨为均质的Cu3BiS3/V2C粘性溶液，将不同质量的Cu3BiS3/V2C粘性溶液均匀涂覆在相同大小的浸泡氯化钙溶液后的玄武岩纤维布上，将其置于室温中交联成不同厚度的膜，从而得到以玄武岩纤维布为底层、以硫铋铜/碳化钒纳米复合材料为面层的具有双层结构的硫铋铜/碳化钒/玄武岩复合薄膜，通过调节Cu3BiS3/V2C粘性溶液的用量实现来调整膜的厚度。4.如权利要求3所述的具有双层结构的光热海水淡化复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤一详细的方案是：将氟化钠与盐酸和去离子水混合得到蚀刻液；以V2AlC为前驱体(400目)，将V2AlC粉末浸泡在盛有蚀刻液的特氟龙瓶中并密封，采用水热辅助刻蚀法，在100～150℃的密闭水热环境中刻蚀后，待溶液完全冷却后转移到离心管中，并用去离子水离心水洗，随后用无水乙醇洗涤三次，将得到的黑色沉淀物在60度的真空干燥箱中干燥后收集黑色粉末。5.如权利要求3所述的具有双层结构的光热海水淡化复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤二详细的方案是：以氯化铜、氯化铋及硫脲为前驱体，前驱体分别称取0.51克氯化铜,0.32克氯化铋及0.76克硫脲，以无水乙醇和丙三醇为溶剂，将前驱体粉末溶入溶剂中进行磁力搅拌均匀后，再加入100～300mg的步骤一所得V2C粉末继续搅拌均匀，随后，将混合溶液转移到反应釜中并密封，在160摄氏度的环境温度中充